能垂直起飞和着陆的飞机称为垂直起落飞机；能在很短距离内直飞和着陆的飞机称为短距起落飞机。垂直起落飞机通常也可短距起落，这时飞机的载荷和航程可明显增大，所以它又被称为垂直／短距起落飞机。垂直和短距起落飞机在飞行中是由固定翼产生的升力来平衡飞机的重力，这一点它与常规飞机相同，而与直升机靠旋翼克服重力是不同的；但在起飞和着陆时，垂直起落飞机不靠机翼的升力，而是直接由动力装置或动力装置带动的旋翼、螺旋桨、风扇产生升力，实现垂直起落。在这一点上，它与常规飞机不同，而与直升机相似。垂直起落飞机的平飞速度和航程都比直升机大得多。在战时，机场是敌方攻击的重要目标。现代大型客机需要长达3000米的跑道，机场占地面积大且不能靠近大城市。而垂直和短距起落飞机可减少或摆脱对机场跑道的依赖，所以它在军事和民用方面都有重要使用价值。
从本世纪20年代起，就有许多人设想和研制多种形式的垂直起落飞机，并进行了大量的试验，但均未成功。直到60年代初，第一种可供实用的垂直起落飞机才在英国试验成功。
1946年，法国人韦伯提出一种新的设想：把喷气式飞机的发动机喷口转向下方，飞机就垂直起落；把喷口转向后方，飞机又可向前飞行。1957年，英国的布里斯托航空发动机公司采纳了韦伯的新奇构想，研制“飞马”喷气发动机，于1959年试车成功。于是英国的霍克飞机公司采用“飞马”发动机设计了代号为P1127的垂直起落飞机，于1961年首次试飞成功。5年后，霍克公司在P1127的基础上研制出著名的“鹞”式战斗机，成为世界上第一种实际使用的垂直和短距起落飞机。如今，英国、美国和西班牙等国的空军或海军都装备了这种飞机。
1971年，苏联研制成功世界上第二种实用的垂直和短距起落飞机——雅克36型战斗机。雅克36与“鹞”式的不同之处在于，前者除了有1台专供常规飞行的推力发动机之外，还有1台专供起落用的升力发动机；而“鹞”式是通过喷口的转换，由1台发动机既可提供推力又可提供升力。
从50年代起，美国的贝尔公司开始研制另一种类型的垂直和短距起落飞机——倾转旋翼飞机。这种飞机在机翼的两端装有可倾转的旋翼，它比一般螺旋桨飞机的桨叶长得多，但比直升机的旋翼短，通过倾转旋翼来实现飞机垂直起落和水平飞行的转换。当旋翼绕垂直轴旋转时，飞机就能垂直起落或空中悬停；当旋翼绕飞机纵轴旋转时，旋翼象螺桨一样产生推力使飞机向飞，这时由固定机翼产生升力。1958—1961年，贝尔公司又在XV-3试验机上验证了倾转翼方案的可行性。1968年后，贝尔公司又研制了XV-15型，并于1979年7月首次完成了由垂直起飞转向水平飞行的试验。此后又在XV-15基础上发展了V-22型“鱼鹰”多用途飞机。V-22受到了英国、日本等国的极大重视，它是一种大有发展前途的新型垂直和短距起落飞机。